C++的alignof关键字有什么作用？怎么用？

alignof 是 c++++ 中用于获取类型或对象对齐要求的关键字，其返回值为 std::size_t 类型，表示该类型在内存中按多少字节对齐；1. 基本用法包括 alignof(type) 和 alignof(decltype(variable))，可查看类型的对齐边界；2. 对齐影响结构体内存布局，编译器会插入填充字节以满足成员的对齐要求，进而影响结构体大小；3. 与 alignas 搭配使用时，可验证手动设置的对齐是否生效；4. 实际应用场景包括性能优化、跨平台开发、内存池设计以及与硬件通信等需要严格对齐的场合。

alignof 是 C++ 中的一个关键字，它的作用是获取某个类型或对象的对齐要求（alignment requirement），也就是这个类型在内存中需要按照多少字节对齐。这在处理底层内存操作、结构体内存布局优化或者与硬件交互时非常有用。

基本用法

你可以使用 alignof 来查看一个类型或变量的对齐方式，语法如下：

alignof(type);

或者对于变量：

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decltype(auto) alignment = alignof(decltype(variable));

它返回的是一个 std::size_t 类型的值，表示该类型的对齐边界，单位是字节。

比如：

#include <iostream>

int main() {
    std::cout << "alignof(int): " << alignof(int) << std::endl;
    std::cout << "alignof(double): " << alignof(double) << std::endl;
}

输出可能是：

alignof(int): 4
alignof(double): 8

说明 int 需要按 4 字节对齐，而 double 按 8 字节对齐。

对齐有什么实际影响？

影响结构体大小

你可能会发现，结构体的实际大小往往比所有成员加起来更大，这是因为编译器会根据各个成员的对齐要求插入填充字节（padding）来满足对齐规则。

例如：

struct Example {
    char a;
    int b;
};

理论上 char 是 1 字节，int 是 4 字节，总共 5 字节。但因为 int 要求 4 字节对齐，所以在 a 后面会插入 3 个填充字节，使得整个结构体大小为 8 字节。

你可以用 alignof(Example) 看出这个结构体的对齐要求是 4（取决于其中最大对齐要求的成员）。

和 alignas 的关系

C++11 还引入了 alignas 关键字，用于指定自定义类型的对齐方式。alignof 可以用来验证你设置的对齐是否生效。

比如：

struct alignas(16) MyStruct {
    int x;
    double y;
};

std::cout << "alignof(MyStruct): " << alignof(MyStruct) << std::endl;

输出应该是：

alignof(MyStruct): 16

即使结构体本身的最大对齐要求小于 16，你也强制让它按 16 字节对齐。

实际应用场景

• 性能优化：某些 CPU 架构对未对齐访问支持不好，强制对齐可以提升性能。
• 跨平台开发：不同平台的默认对齐可能不同，通过 alignof 可以统一判断。
• 内存池设计：分配内存时要考虑对齐，确保不同类型都能正确放置。
• 与硬件通信：DMA 或寄存器访问时通常有严格的对齐要求。

常见做法是在分配内存时手动调整对齐：

void* operator new(std::size_t size, std::align_val_t align) {
    return std::aligned_alloc(static_cast<std::size_t>(align), size);
}

这样能确保分配出来的内存符合特定的对齐要求。

基本上就这些。alignof 不复杂，但在系统级编程和性能敏感场景下是个很有用的小工具。

以上就是C++的alignof关键字有什么作用？怎么用？的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！